全球最大核聚变反应堆成功点火

近日，全球最新、规模最大的核聚变反应堆JT-60SA成功点火，成为实用型核聚变能源漫长发展进程中的一个里程碑。

据《科学》报道，JT-60SA是一个由日本和欧盟共同合作建造运行的超导托卡马克装置，位于茨城县日本原子能研究开发机构(JAEA)内。

在国际热核聚变实验堆(ITER)运行前，JT-60SA是世界上最大的热核聚变实验装置。它的一个目标是为ITER探索核聚变反应的最佳条件和参数，测试相关技术和操作要点。

日本的JT-60SA和其他托卡马克装置一样，有着“甜甜圈”形的真空管道，外部缠绕着可产生磁场的超导线圈，腔体内部是炽热的电离气体云或等离子体，诱导氢原子核融合并释放能量。这台四层楼高的装置可将等离子体加热到2亿℃并维持约100 s。

ITER计划的欧洲执行机构——欧洲聚变能组织(F4E)和日本量子科学技术研究所(QST)合作开发了JT-60SA。F4E项目主管Sam Davis表示，JT-60SA的成功点火“向世界证明了该装置实现了基本功能”。

QST JT-60SA项目负责人Hiroshi Shirai表示，JT-60SA目前维持的运行时间，还不足以支撑有意义的物理实验。

与许多聚变项目一样，JT-60SA也经历了延误，其时间表延长到15年以上。按照最初计划，JT-60SA应在2016年上线，但重新设计、采购问题以及2011年的大地震都对JT-60SA的上线产生了影响。此外，在2021年3月的一次测试中，JT-60SA的一个超导磁线圈的供电电缆发生短路。由于关键接头的绝缘性不足，这次短路损坏了电气连接，并导致氦气泄漏，降低了冷却系统性能。为了安全起见，JT-60SA团队重新设计了100多个电气连接绝缘层，而这项工作耗时两年半。

不过，这次事故也提醒了ITER的工程师们。他们计划对ITER的线圈进行更仔细的检查和测试。

据悉，到2050年，日本希望建造一座示范发电厂——DEMO，它将成为JT-60SA和ITER未来商业化运行的基础。